首先讓我們回顧一下鋰電池產業(yè)鏈。本篇產業(yè)圖解將依次分析產業(yè)鏈的各個部分。
注:本篇產業(yè)圖解主要關注快速增長的動力鋰電池。
三、市場規(guī)模&競爭結構
(一)設備
鋰電池的生產工藝流程復雜,涉及超過20類不同設備,工序可以分成三個階段:電極制作的攪拌涂布(前段);電芯合成的卷繞注液(中段);化成封裝的包裝檢測(后段),價值占比分別為40%、30%和30%。與之對應,鋰電池設備可以分成三大類,其中,涂布機、卷繞機和化成分容設備分別是鋰電池制造封裝前段、中段和后端工序的核心設備,在各自階段的價值占比分別為75%、70%和70%。
過去十年,國內新能源汽車產業(yè)的快速發(fā)展給上游設備行業(yè)創(chuàng)造了良好的發(fā)展機遇,研發(fā)投入不斷增長,經過多年發(fā)展,國內廠商在規(guī)模、成本和配套服務等方面優(yōu)勢較大,中后段設備技術水平已經逐步趕超日韓,實現(xiàn)規(guī)模出口,前段攪拌和涂布設備與日韓廠商的差距大幅收窄,高端涂布設備被日韓壟斷的局面也已經被打破,國產化基本實現(xiàn)。
日本平野在涂布機領域占據較高市場份額,是國內進口涂布設備的主要供應商之一。
從國內設備銷售毛利率來看,前段約為30%到35%,中段為40%左右,后段接近50%。前段設備競爭激烈,盈利能力承壓;中段設備由于技術難度大、競爭格局好,因此維持了較強的盈利能力;后段設備由于技術、成本具有優(yōu)勢,出口占比較高,零部件國產化率較高等原因,因此盈利能力最強。
對設備廠商而言,新增訂單是反映經營狀況的先行指標,預收款項則是反映訂單變化趨勢和質量的核心跟蹤指標,應收賬款周轉天數和經營活動產生的現(xiàn)金流量是反映經營質量的重要指標,從訂單接收到收入確認的周期可以長達一年。目前,動力鋰電池產能正在逐步向一線廠商集中,全球一線動力鋰電池廠商的拓展能力已經成為當前設備廠商競爭的“勝負手”,客戶的質量和結構是影響設備廠商盈利能力和持續(xù)發(fā)展的主要因素。
(二)正極
正極材料的發(fā)展主要經歷了三個階段:
2005-2012:以智能手機和平板電腦為代表的消費電子產品需求大增,推動鈷酸鋰快速發(fā)展;
2014-2016:新能源客車的高速增長推動磷酸鐵鋰快速發(fā)展;
2017-至今:新能源乘用車的高速增長推動三元材料快速發(fā)展。
目前,鈷酸鋰的成長期已過,銷售毛利率回歸常態(tài),進入成熟期;隨著新能源客車的需求放緩和三元材料在乘用車上對磷酸鐵鋰的替代,正極廠商紛紛布局三元材料。從行業(yè)集中度的角度來看,鈷酸鋰較高,磷酸鐵鋰一般,三元材料較低。
通過產業(yè)圖解:鋰電池(上)可知,三元材料正在逐步高鎳化,鎳鈷錳酸鋰已經是最主流的正極材料,NCM622、NCM811和NCA將會是未來發(fā)展的主流型號。NCM在上文中已經涉及,在此不再贅述。
在主流車廠中,只有特斯拉采用了松下的鎳鈷鋁酸鋰圓柱電池作為動力電池,其中,Model S采用NCA 18650,能量密度接近LFP電池的兩倍,類似NCM811;Model 3采用NCA 20700,能量密度再上一個臺階。不過NCA的高溫穩(wěn)定性較差,難以使用在需要更大電流的客車上,相對容易出現(xiàn)短路、過載等安全問題,且技術門檻較高。
正極材料是動力鋰電池最大的成本來源,上游鋰鈷等材料又是正極最大的成本來源,這導致正極廠商的利潤空間相對來說更加容易受到來自上下游的擠壓,使其銷售毛利率在動力鋰電池四大材料中落于下風。
目前,主要是三類廠商參與三元材料的市場競爭。
一是獨立的正極廠商,包括從鈷酸鋰起步發(fā)展起來的傳統(tǒng)正極廠商杉杉股份、當升科技等,也包括新興的正極廠商湖南升華、貝特瑞等;
二是上游資源廠商,包括華友鈷業(yè)、格林美、金川科技等;
三是下游動力鋰電池廠商,包括寧德時代、比亞迪等。
后面兩類主要通過并購、參股和自建的方式布局進入正極領域。
資源廠商向下游延伸可以發(fā)揮規(guī)模效應和協(xié)同效應,提高產品附加值;動力鋰電池廠商向上游延伸可以控制成本,保證供應。
目前,動力鋰電池單位GWh投資約為5億元,而正極單位GWh投資僅約為1億元,且擴產周期普遍在六到九個月左右,資本投入較小,產能釋放較快,這也是上下游廠商能夠迅速切入正極領域的原因。相比而言,動力鋰電池行業(yè)資本投入較大,技術壁壘較高,馬太效應更為明顯,迅速切入較為困難。
國內龍頭正極廠商已經實現(xiàn)了NCM622的規(guī)模供應能力,不過NCA仍然被日韓廠商壟斷,國內僅有少數廠商試產。特斯拉使用的NCA的鎳含量已經達到80%,相關的實驗品種甚至超過了85%,NCM811雖然能與NCA一較高下,但是國內尚未實現(xiàn)規(guī)模供應能力,不過龍頭廠商已經部分實現(xiàn)量產和銷售。國內由于NCA的技術儲備相對較弱,因此在短期內難以出現(xiàn)較大規(guī)模的NCA產能。未來,期待國內龍頭廠商在NCM811上的技術和產能突破。
(三)負極
分類:
碳基材料(天然石墨、人造石墨、中間相碳微球、硬碳、軟碳(石油焦和針狀焦是用于制備人造石墨或復合石墨的原材料)、石墨烯等);
非碳基材料(硅基材料、錫基材料和鈦基材料等)
目前,主流負極材料仍是人造石墨和天然石墨,其中,人造石墨雖然成本更高,但是性能更好。人造石墨多用于動力鋰電池,天然石墨多用于消費鋰電池。最近幾年,隨著成本逐步降低,需求快速增長,人造石墨的市場份額不斷提高。
不同于正極和隔膜產品的相對標準化,負極產品型號眾多,差異較大,直接導致不同負極產品之間的價格差異可達數倍,不同廠商之間的銷售毛利率存在較大差異。
總體而言,我國負極產能過剩,平均產能利用率僅為50%左右。
負極是率先實現(xiàn)國產化的鋰電池材料,貝特瑞、杉杉股份等龍頭廠商早就走出了國門,進入了松下、LG化學、三星SDI等全球動力鋰電池巨頭的供應鏈,逐步反超原本壟斷行業(yè)的日本廠商。經過長期的貼身肉搏,負極行業(yè)的競爭格局已經比較穩(wěn)定,“三大五小”的競爭格局以及和下游動力鋰電池廠商之間的綁定關系基本形成,行業(yè)集中度較高,前五名的市場份額高達71%,遠遠高于其它三種材料。目前,行業(yè)由中日兩國壟斷。
三大:璞泰來(江西紫宸)、杉杉股份、貝特瑞
五小:星城石墨、凱金能源、深圳斯諾、江西正拓和翔豐華
通過短短幾年的努力,在原上海杉杉科技、寧波杉杉新材料、上海杉杉碩能總經理馮蘇寧先生和ATL創(chuàng)始人之一的陳衛(wèi)先生的帶領下,從營業(yè)收入規(guī)模來看,在人造石墨負極領域,目前,江西紫宸已經超過杉杉股份排名國內第一,國際上僅次于日立化成排名全球第二,向韓國LG化學和三星SDI供貨。
(四)隔膜
隔膜能夠阻隔電子在正負極之間直接傳導,選擇性透過鋰離子,是鋰電池的重要組成部分,材料以聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴樹脂為主。
分類:干法工藝隔膜、濕法工藝隔膜
隨著三元酸鋰電池推廣應用,濕法隔膜正在逐步取代干法隔膜,一方面配合三元材料提升鋰電池性能,另一方面彌補三元材料在安全方面的缺陷。
從行業(yè)發(fā)展歷史來看,由于技術和設備更新較快,因此在競爭中后發(fā)優(yōu)勢較為明顯,近期,恩捷股份就完成了對星源材質的超越,目前,恩捷股份已經切入韓國LG化學和日本松下的供應鏈。
(五)電解液
電解液是鋰離子在正負極之間傳輸的載體,一般由溶質(鋰鹽)、溶劑、添加劑組成,三者的成本占比分別約為50%、30%和10%。
溶劑:一般為有機溶劑,主要由碳酸乙烯酯(EC)、聚碳酸酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸丙乙烯酯等碳酸酯類的產品構成。
溶質:能夠溶于有機溶劑,最常用的是六氟磷酸鋰。
目前,電解液產能同樣供過于求,產能利用率持續(xù)下滑,從2014年的70%下滑到2017年的24%。
行業(yè)龍頭廠商與下游綁定關系穩(wěn)固,競爭格局比較穩(wěn)定,例如天賜材料綁定寧德時代、比亞迪等,新宙邦綁定比克電池等。
(六)制造和封裝
2016年10月,工業(yè)和信息化部組織國家制造強國建設戰(zhàn)略咨詢委員會及行業(yè)機構編制發(fā)布《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖》,描繪了我國新能源汽車未來15年的發(fā)展藍圖。
目前,雖然新能源汽車的產銷量仍然保持較快增長,但是其增速遠遠落后于動力鋰電池產能的增速,產能利用率僅為25%左右,預計產能過剩的局面短期難以緩解。雖然動力鋰電池的產值仍然保持增長趨勢,但是由于整體價格下滑,因此其增速遠遠落后于動力鋰電池裝機量的增速。
市場方面:
根據高工鋰電的統(tǒng)計,2017年,在全球動力鋰電池出貨量前十的廠商中,七家來自中國,其它三家分別為日本松下、韓國LG化學、韓國三星SDI。在動力鋰電池領域,中日韓“三國爭霸”的競爭格局已經基本形成。
憑借綁定特斯拉和豐田,日本松下的出貨量位居日韓廠商之首,如果特斯拉能夠有效解決產能瓶頸,那么其未來的出貨量仍有較大的增長空間。
韓國LG化學綁定美系、韓系、法系車企,2017年,在合作車企的車型中,雷諾 ZOE、雪佛蘭 Bolt躋身全球新能源汽車銷量前十,助其出貨量在最近幾年中持續(xù)增長。目前,LG化學在全球成功配套了超過25家車企,是海外配套車型最多的動力鋰電池廠商。
韓國三星SDI多年專注于與寶馬深度合作,其出貨量的大幅提升離不開寶馬i3在全球范圍內優(yōu)異的銷量表現(xiàn)。
類似智能手機產業(yè)鏈,全球終端爆款車型供應鏈的選擇決定了上游動力鋰電池廠商的競爭格局。中國動力鋰電池廠商如果能夠深度切入全球主流車型的供應鏈,復制消費鋰電池龍頭寧德新能源(ATL)切入蘋果供應鏈崛起的經驗,那么才能有希望沖出中國,參與全球競爭,挑戰(zhàn)現(xiàn)有的行業(yè)競爭格局。
目前,寧德時代已經切入大眾、寶馬、奔馳、日產等車企的供應鏈,國軒高科切入汽車零部件巨頭博世的供應鏈;欣旺達切入雷諾的供應鏈。
就國內而言,鑒于比亞迪此前沒有開放產能,產品僅作內部供應,昔日兩強之一的比亞迪逐步掉隊,而寧德時代充分把握時代機遇,國內“一超多強”的競爭格局基本形成。
鋰電池制造和封裝的市場集中度遠遠高于正極,且有望進一步提升,隨著下游動力鋰電池廠商紛紛開始探索自產正極材料,以期發(fā)揮規(guī)模效應,未來,不排除其市場規(guī)模超過現(xiàn)有第三方正極廠商的可能性。
產能方面:
雖然國內動力鋰電池產能過剩,但是龍頭廠商掌握的高端產能卻持續(xù)供給緊張,行業(yè)形成了過剩和擴產并存的局面。從產品類型來看,磷酸鐵鋰或將長期處于產能過剩狀態(tài);從產品品質來看,低端產能嚴重過剩。
從產能利用率來看,2017年,寧德時代接近90%,比亞迪超過40%,行業(yè)平均只有不到40%,龍頭廠商優(yōu)勢明顯。
為了應對這樣的局面,龍頭廠商紛紛擴產高端產能以爭奪市場。
國內廠商方面,寧德時代和比亞迪擴產顯著提速;孚能科技計劃擴產,鋰電池上市公司國軒高科、億緯鋰能、鵬輝能源等均公告融資擴產計劃;除此之外,恒大集團入主卡耐新能源,復星國際入主捷威動力后也啟動了大規(guī)模擴產。
國外廠商方面,隨著相關限制政策逐步廢止,LG化學在南京、三星SDI在西安、松下在大連的工廠均已重啟建設,其擴產大概率超預期。
(七)回收
自2014年以來,動力鋰電池產銷量實現(xiàn)連續(xù)高速增長,其壽命一般在三到五年,廢舊動力鋰電池的回收問題逐漸浮出水面,一方面,如果廢舊動力鋰電池不能及時回收處理,那么將造成資源浪費和環(huán)境污染;另一方面,回收是新能源汽車產業(yè)鏈中不可或缺的一環(huán),資源的重復利用將產生巨大的經濟和社會價值。
2017年01月03日,國務院辦公廳印發(fā)《生產者責任延伸制度推行方案》,要求建立電動汽車動力電池回收利用體系。電動汽車及動力電池生產企業(yè)應負責建立廢舊電池回收網絡,確保廢舊電池規(guī)范回收利用和安全處置。動力電池生產企業(yè)應實行產品編碼,建立全生命周期追溯系統(tǒng)。
廢舊動力鋰電池回收主要集中在正極材料上,一般分為梯次利用(5%)和拆解回收(95%)兩種形式。磷酸鐵鋰電池基本用于梯次利用,拆解回收的經濟效益不高,三元酸鋰電池基本用于拆解回收(鈷回收率約為95%,碳酸鋰回收率約為85%)。未來,電解液可能會是另一個回收重點。隔膜、負極回收經濟效益不高。
目前,廢舊動力鋰電池回收領域由第三方廠商、鋰電池材料廠商和鋰電池廠商參與,其中,第三方廠商占據絕大部分市場份額。第三方廠商的崛起依賴于與鋰電池龍頭廠商的點對點合作,比如,湖南邦普與寶馬、寧德時代,格林美與比亞迪,江西豪鵬與北汽新能源。
2018年07月03日,工業(yè)和信息化部發(fā)布了《新能源汽車動力蓄電池回收利用溯源管理暫行規(guī)定》,要求建立溯源管理平臺,對動力蓄電池生產、銷售、使用、報廢、回收、利用等全過程進行信息采集,對各環(huán)節(jié)主體履行回收利用責任情況實施監(jiān)測。目前,回收利用溯源綜合管理平臺已經正式上線。
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